4-RPTR并联机器人精度分析与综合.pdf

¨挈‘、k ADissertation inMechanical and Electrical Engineering Precision Analysis and Synthesis of 4—-RPTR Parallel Robot by Zhao Ling Supervisor:Professor SongWeigang Northeastern University January 2008 ≥独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:起验日期:如7寺卢其『歹曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流,请在下方签名;否则视为同意。) 学位论文作者签名: 签字日期: 导师签名: 签字日期: 知 S 东北大学硕士学位论文摘要 4-RPTR并联机器人精度分析与综合摘要精度是并联机器人设计、制造和控制方面应考虑的最重要指标之一,目前有关并联机器人精度方面的研究工作还比较薄弱。在机构设计阶段对并联机器人的精度进行分析和综合,合理分配参数误差是机器人精度研究工作的重点。以4-RPTR并联机器人为研究对象,对并联机器人的精度分析和综合问题进行系统的分析和研究。首先建立机器人位置正、反解分析模型,通过实例计算证明模型的正确性;分别基于机器人单支链闭环矢量和机器人位置正解分析,运用并联机器人输入输出微分关系建立机器人输出位姿误差正解数学模型,该正解模型亦适用于其它并联机器人及空间机构的误差分析。全面分析4-RPTR并联机器人结构参数和位姿参数对输出位姿误差的影响,给出结构参数和位姿参数的合理取值范围;根据并联机器人结构参数误差的非线性特性,建立影响因子分析法的数学模型,研究发现:位姿误差影响因子曲线存在极大值区间和相对稳定区间,应用影响因子分析法,可清晰地反映出影响因子的变化趋势,研究结果可直接用于机器人的结构设计。针对4-RPTR并联机构具有4个可控自由度的特点,建立一种位姿精度补偿模型,通过算例验证模型的正确性;最后建立并联机器人运动平台输出位姿精度综合的数学模型,应用两种不同的方法:原始误差等效作用原理及影响因子加权法进行精度综合的研究,算例分析验证了精度综合方法的有效性和必要性,结果表明影响因子加权法对精度设计具有明确的指导意义。关键词:并联机器人,误差建模,影响因子,精度分析,精度综合·II- ^ t 东北大学硕士学位论文 Precision Analysis and Synthesis of 4..RPTRParallel Robot Ab stract Precision is one ofthemostimportant indexes ofparallel robotdesign,manufacture andcontrol,and now theresearch on parallel robotprecision is fortheprecisionanalysisandsynthesisand rationaldistributetheparameter error on the stage of structure design istheimportant work uracy research. Based on the 4-RPTR platform,this dissertation deals systemically with the precisionanalysis andsynthesis ofparallelmanipulators. The forwardand inverse kinematics problem model isformulated used analytic method,then use thenumerical examples uracy differentialrelationship ofrobotformulate theforward pose precisionanalysis model for theend effeetors interms oftheclose—loop vectors of apa